JP6433106B1 - 印刷方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】印刷対象物の立体的な表面に低廉な印刷コストで、迅速に、細密で高精度のフルカラー印刷を行うことのできる印刷方法を提供する。
【解決手段】印刷対象物１の、立体的な表面の形状と印刷対象箇所１１の位置とを解析し、２次元データに変換する解析工程と、冶具２の載置凹部２１内に印刷対象物１の少なくとも一部を、立体的な表面を上に向けて載置する載置工程と、立体的な表面の印刷対象箇所１１に、２次元データに基づきプライマー層３を形成するプライマー層形成工程と、プライマー層３の表面の印刷対象箇所に、２次元データに基づき白色ＵＶ硬化インクを塗布しＵＶ照射を行う白引き工程と、白色ＵＶ硬化インクが塗布された印刷対象箇所に、２次元データに基づき白色以外のＵＶ硬化インクを塗布しＵＶ照射を行うカラー印刷工程と、を備えることを特徴とする印刷方法。
【選択図】図４
【解決手段】印刷対象物１の、立体的な表面の形状と印刷対象箇所１１の位置とを解析し、２次元データに変換する解析工程と、冶具２の載置凹部２１内に印刷対象物１の少なくとも一部を、立体的な表面を上に向けて載置する載置工程と、立体的な表面の印刷対象箇所１１に、２次元データに基づきプライマー層３を形成するプライマー層形成工程と、プライマー層３の表面の印刷対象箇所に、２次元データに基づき白色ＵＶ硬化インクを塗布しＵＶ照射を行う白引き工程と、白色ＵＶ硬化インクが塗布された印刷対象箇所に、２次元データに基づき白色以外のＵＶ硬化インクを塗布しＵＶ照射を行うカラー印刷工程と、を備えることを特徴とする印刷方法。
【選択図】図４
Description
本発明は、立体的な表面を有する印刷対象物の当該表面に印刷を行う印刷方法に関する。
従来、立体的な表面を有する印刷対象物の当該表面に印刷を行う印刷方法として、例えば特許文献１に記載されている印刷方法がある。
特許文献１に記載されている印刷方法では、印刷対象物の表面に双安定サーモクロミック材料により立体的な表面を形成した後、当該立体的な表面をレーザにより加熱し、双安定サーモクロミック材料を発色させることが行われる。
また、このような印刷方法の他にも、種々の方法により印刷対象物の立体的な表面への印刷が行われている。
しかし、特許文献１に記載されている方法では、フルカラー印刷を行う場合には、複数の種類の双安定サーモクロミック材料を用意し、これを種々のパターンで配列し、各ドット単位でレーザを照射し発色させる必要がある。そのため印刷コストの増大と印刷工程の煩雑化を招くと共に、印刷結果はドットが目立つものとなり、細密で精度の高いフルカラー印刷を行うことも難しい。そして、その他の従来の印刷方法においても同様の問題が発生している。そのため、印刷コストの増加を抑えると共に、印刷を迅速に行うことができ、細密で高精度のフルカラー印刷を行うことができる印刷方法が待ち望まれていた。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、印刷対象物の立体的な表面に低廉な印刷コストで、迅速に、細密で高精度のフルカラー印刷を行うことのできる印刷方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る印刷方法は、印刷対象箇所が含まれる立体的な表面を有する印刷対象物の、前記立体的な表面の形状と前記印刷対象箇所の位置とを解析し、２次元データに変換する解析工程と、冶具の載置凹部内に前記印刷対象物の少なくとも一部を嵌入し、前記立体的な表面を上に向けて前記治具に前記印刷対象物を載置する載置工程と、前記立体的な表面の前記印刷対象箇所に、前記２次元データに基づきプライマー層を形成するプライマー層形成工程と、前記プライマー層の表面の前記印刷対象箇所に、前記２次元データに基づき白色ＵＶ硬化インクを塗布しＵＶ照射を行う白引き工程と、前記白色ＵＶ硬化インクが塗布された前記印刷対象箇所に、前記２次元データに基づき白色以外のＵＶ硬化インクを塗布しＵＶ照射を行うカラー印刷工程と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る印刷方法によれば、印刷対象物の立体的な表面に低廉な印刷コストで、迅速に、細密で高精度のフルカラー印刷を行うことができる。
上述した本発明に係る印刷方法においては、前記カラー印刷工程において塗布される前記白色以外のＵＶ硬化インクは、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのＵＶ硬化インクとしてもよい。
これにより、高精度のフルカラー印刷を行うことが可能となる。
また、上述した本発明に係る印刷方法においては、前記載置工程では、前記印刷対象物の、前記印刷対象箇所を含まない部分の形状に基づき前記載置凹部内における位置決めが行われるようにすることができる。
これにより、印刷に影響を及ぼすことなく、印刷対象物を冶具に高精度に位置決めすることができる。
また、上述した本発明に係る印刷方法においては、前記載置工程において行われる前記印刷対象物の位置決めは、前記印刷対象物の前記立体的な表面の裏面に形成された凹凸形状と、前記凹凸形状の外周縁の形状に対応する前記載置凹部に基いて行われるようにすることができる。
これにより、印刷対象物の輪郭形状が円形であっても、印刷対象物の印刷対象箇所がある面の美観を損なわず、高精度に位置決めを行うことができる。
上述した構成からなる本発明によれば、印刷対象物の立体的な表面に低廉な印刷コストで、迅速に、細密で高精度のフルカラー印刷を行うことが可能となる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る印刷方法の載置工程を示す模式図である。本発明の実施形態に係る印刷方法は、印刷対象物として、平面視が正六角形の装飾品１を想定している（図５参照）。
装飾品１は、上面に印刷対象箇所１１を有している。印刷対象箇所１１は、装飾品１の上面（図１の紙面上側全面）全体にわたる立体的な面である。
本実施形態に係る印刷方法では、まず、印刷対象箇所１１が含まれる印刷対象物である装飾品１の、立体的な形状と、印刷対象箇所１１の位置との解析が行われ、２次元データへの変換が行われる。この２次元データへの変換は、印刷機器の制御部（非図示）により行われる。２次元データへの変換は、装飾品１の立体的な形状と印刷対象箇所１１の位置に基づき、立体的な形状を平面化した際の塗装厚さのムラを考慮して行われる（解析工程）。こうして得られる２次元データは、装飾品１の印刷対象箇所１１の平面視における形状とは同一ではなく、当該形状を歪ませた形状を示すデータとなる。
次に、図１に示すように、解析工程の後、治具２の装飾品１に対応した形状の載置凹部２１内に、装飾品１が、塗装対象である立体的な表面を上方に向けて載置される（載置工程）。このとき、載置凹部２１は装飾品１の底部に対応した正六角形状となっていて、この底部の形状に基づき載置凹部２１内で位置決めがなされるようになっている。この位置決めに要する箇所は装飾品１の印刷対象箇所１１とは異なる、装飾品１の周縁部分であるため、印刷に影響を及ぼすことなく、印刷対象物である装飾品１を冶具２に高精度に位置決めすることができる。なお、本発明において載置工程において治具２に載置される装飾品１の数は特に制限がされておらず、治具２の種類に応じてその数は異なる。本実施形態においては、縦に５つ、横に６つ並べた、合計３０個の装飾品１を載置することができる治具２が用いられる（図５参照）。
載置凹部２１と装飾品１の周壁部との間には、０．０２ｍｍ程のクリアランスが設けられている。このクリアランスが設けられることにより、載置凹部２１内への装飾品１の載置が容易になると共に、装飾品１の位置ずれによる塗装ズレの発生を防止することが可能となる。
図２は、本発明の実施形態に係る印刷方法のプライマー層形成工程を示す模式図である。次に図２に示すように、載置凹部２１内に載置された装飾品の、立体的な表面の印刷対象箇所１１に、プライマー層３が形成される（プライマー層形成工程）。
プライマー層形成工程において形成されるプライマー層３の材料は、トルエン、キシレン及びエチルベンゼンの混合物（プライマー）であり、プライマー層３の層厚は５〜１０μｍである。
プライマー層３の塗布は、印刷対象箇所１１に対して、主走査方向及び副操作方向に印刷装置の印刷ヘッド（不図示）が動作しつつプライマーを塗布することで行われる。プライマー層３を形成することにより、以下に述べる白色ＵＶ硬化インク層４をこの上に形成することが可能となる。
図３は、本発明の実施形態に係る印刷方法の白引き工程を示す模式図である。次に、プライマー層３の表面の印刷対象箇所に、２次元データに基づき白色ＵＶ硬化インクが塗布され白色ＵＶ硬化インク層４が形成され、更に白色ＵＶ硬化インク層４にＬＥＤ光源による瞬間的なＵＶ照射が行われ、白色ＵＶ硬化インク層４が硬化される、いわゆる白引きが行われる（白引き工程）。
白色ＵＶ硬化インクとしては、ＵＶ硬化性を有する既知の白色インクを好適に用いることができる。白引き工程は、印刷装置の印刷ヘッド（不図示）が主走査方向及び副走査方向に順次動作して印刷対象箇所に白色ＵＶ硬化インクを塗布した後、ＵＶ照射装置（不図示）が主走査方向及び副操作方向に順次動作して白色ＵＶ硬化インクの塗布箇所にＵＶ照射を行うことにより行われる。ＵＶ照射は数ミリ秒〜数秒、室温にて行われる。
図４は、本発明の実施形態に係る印刷方法のカラー印刷工程を示す模式図である。次に、白色ＵＶ硬化インク層４が形成された印刷対象箇所に、２次元データに基づき白色以外のＵＶ硬化インクを塗布されカラーインク層５が形成されると共に、更にカラーインク層５にＬＥＤ光源による瞬間的なＵＶ照射が行われ、カラーインク層５の硬化が行われる（カラー印刷工程）。
カラーインクとしては、ＵＶ硬化性を有する既知のカラーインクを好適に用いることができる。カラー印刷工程は、印刷装置の印刷ヘッドが主走査方向及び副走査方向に順次動作して印刷対象箇所である白色ＵＶ硬化インク層４上にカラーインクを塗布した後、ＵＶ照射装置が主走査方向及び副走査方向に順次動作してカラーインクの塗布箇所にＵＶ照射を行うことにより行われる。ＵＶ照射は数ミリ秒〜数秒、室温にて行われる。特に、カラーインクとして、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのＵＶ硬化インクを用いることが好ましい。これにより、高精度のフルカラー印刷を行うことが可能となる。
上述した実施形態に係る印刷方法によると、印刷対象物の立体的な表面の形状と印刷対象箇所の位置とを解析した結果得られた２次元データに基づき、プライマー層３及びＵＶ硬化インクによる白色ＵＶ硬化インク層４及びカラーインク層５が形成されるため、印刷対象物の立体的な表面に低廉な印刷コストで、迅速に、細密で高精度のフルカラー印刷を行うことが可能となる。
また、上述した実施形態においては印刷対象物は平面視が正六角形の装飾品１が想定されていたが、本発明においてはこれに限らず、平面視が他の形状の装飾品であってもよい。
こうした治具２に対する装飾品１の位置決めについて詳細に説明する。図５は、本発明の実施形態に係る印刷方法で用いられる治具２の形状例を示す平面図である。装飾品１の平面視における形状が正六角形である場合には、図５に示すように、治具２の載置凹部２１も正六角形の形状とする。この場合、正六角形の装飾品１を、目視により載置の向きを確認しつつ載置凹部２１内に載置することにより、位置決めが行われる。これにより載置工程後の各工程において、装飾品１が載置凹部２１内で位置決めされ、さらに、回転することがないため位置ずれが生じることを抑制できる。さらに、印刷ヘッドは、冶具２の列または行に沿って移動する。そして、冶具２に固定された複数の装飾品１を行単位または列単位で高精度かつ迅速に印刷を行うことができる。
一方、装飾品１の平面視における形状が円形である場合には、円形の載置凹部２１内における目視による位置決めは困難である。このような場合には、装飾品１の下部に位置決め用の突起又は凹部を設けると共に、治具２の載置凹部２１内にこれと対応する形状の位置決め用の凹部又は突起を設けることにより、装飾品１を治具２に対して位置決めすることができる。
図６は、本発明の実施形態に係る印刷対象物１の裏面形状の一例を表す背面図である。図７は、図６の印刷対象物１が載置される治具２の形状を示す平面図である。印刷対象物１の平面視における形状が円形である場合、例えば裏面に凸状の文字部１２及び円状の突起部１３を形成する。具体的には、１０文字のＡが並ぶ行の下に、１１文字のＢを並べる行を形成し、更にＢの行の下に９文字のＣを並べた行を形成することにより文字部１２が形成される。Ａの列及びＢの列の長さは同一であり、Ｃの列はＡの列及びＢの列より短い列となっている。そして、Ｃの列の下であってＣの列の中央位置の近傍に、円形の突起部１３を形成する。これら文字部１２及び突起部１３の外周縁は、図６に点線で示すように、五角形状となる。
更に、治具２の載置凹部２１を、文字部１２及び突起部１３を嵌入可能かつ嵌入後に装飾品１が回転不可とするべく、平面視で五角形状に形成する。このように形成した載置凹部２１に、文字部１２及び突起部１３を嵌入することにより、装飾品１を位置決めすることができる。なお、図７に示すように、治具２に、位置決めの目安となる、装飾品１の円形の外周縁に対応した円形状の基準線２２を設けることにより、治具２に対する装飾品１の大まかな位置合わせをすることができ、文字部１２及び突起部１３の載置凹部２１への嵌入を更にスムーズにすることができる。
このように、装飾品１が平面視で円形状である場合には、装飾品１の印刷対象箇所がある面の裏面に凹凸を設けると共に、治具２側にこの凹凸を嵌入可能な、凹凸の外周縁の形状に対応する形状の載置凹部２１を形成することにより、印刷対象物の輪郭形状が円形であっても、印刷対象物の印刷対象箇所がある面の美観を損なわず、高精度に位置決めを行うことができる。すなわち、装飾品１の背面には文字が表示されているものの、載置凹部２１に嵌入するためのガイド（載置凹部２１と同一形状の突起部）を設けられていない。これによって、印刷対象物の輪郭形状が円形であっても、印刷対象物の印刷対象箇所がある面の美観を損なわず、高精度に位置決めを行うことができる。
なお、上述した実施形態においては印刷対象物の上面全体が印刷対象箇所となっていたが、本発明においてはこれに限らず、印刷対象物の上面の少なくとも一部について印刷対象箇所とすることができる。
１ 装飾品（印刷対象物）
２ 治具
３ プライマー層
４ 白色ＵＶ硬化インク層
５ カラーインク層
１１ 印刷対象箇所
１２ 文字部
１３ 突起部
２１ 載置凹部
２２ 基準線
２ 治具
３ プライマー層
４ 白色ＵＶ硬化インク層
５ カラーインク層
１１ 印刷対象箇所
１２ 文字部
１３ 突起部
２１ 載置凹部
２２ 基準線
Claims (3)
- 印刷対象箇所が含まれる立体的な表面を有し、平面視における形状が円形である印刷対象物の、前記立体的な表面の形状と前記印刷対象箇所の位置とに基づき、前記印刷対象物の立体的な形状を、平面化した際の塗装厚さのムラを考慮して、前記印刷対象物の立体的な形状を平面化した形状を示す２次元データに変換する解析工程と、
冶具の載置凹部内に前記印刷対象物の少なくとも一部を嵌入し、前記立体的な表面を上に向けて前記治具に前記印刷対象物を載置する載置工程と、
前記立体的な表面の前記印刷対象箇所に、前記２次元データに基づきプライマー層を形成するプライマー層形成工程と、
前記プライマー層の表面の前記印刷対象箇所に、前記２次元データに基づき白色ＵＶ硬化インクを塗布しＵＶ照射を行う白引き工程と、
前記白色ＵＶ硬化インクが塗布された前記印刷対象箇所に、前記２次元データに基づき白色以外のＵＶ硬化インクを塗布しＵＶ照射を行うカラー印刷工程と、
を備え、
前記載置工程において行われる前記印刷対象物の位置決めは、前記冶具に設けられた円形状の基準線と、前記印刷対象物の前記立体的な表面の裏面に、複数の凸形状の文字が並べられた行および／または列を形成することで形成された文字部と、前記文字部の外周縁の形状に対応する前記載置凹部に基いて行われ、
前記文字部の外周縁の形状と、前記載置凹部の形状は多角形状であることを特徴とする印刷方法。 - 前記カラー印刷工程において塗布される前記白色以外のＵＶ硬化インクは、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのＵＶ硬化インクであることを特徴とする請求項１に記載の印刷方法。
- 前記載置工程では、前記印刷対象物の、前記印刷対象箇所を含まない部分の形状に基づき前記載置凹部内における位置決めが行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷方法。
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Citations (7)
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